[发明专利]基于麦克风阵列的声源定位方法、装置及存储介质

说明书

本发明涉及一种基于麦克风阵列的声源定位方法、装置及存储介质，属于声源定位技术领域，建立麦克风阵列中每个子阵列对应的子阵列坐标系，所述麦克风阵列包括n个子阵列，所述n个子阵列存在子阵列坐标系不同的至少两个子阵列，所述n为大于1的整数；对于每个子阵列，使用时延估计算法计算声源在对应的子阵列坐标系中的子阵列坐标位置；将声源在每个子阵列对应的子阵列坐标位置转换至公共坐标系；根据所述声源在所述公共坐标系中转换后得到的坐标位置确定声源位置；可以解决使用单一的麦克风阵列确定出的声源位置可靠性不高的问题；可以保证在不增加麦克风阵列结构的复杂度的前提下，提高确定出的声源位置的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种基于麦克风阵列的声源定位方法、装置及存储介质，属于声源定位技术领域。

背景技术

声源定位技术是阵列信号处理的重要技术之一。目前在声呐探测、视频电话会议、人工智能、语音追踪与识别、监控系统等多个领域有着广泛的应用。声源定位方法包括基于麦克风阵列对声源方位进行计算。

基于麦克风阵列对声源方位进行计算的方法包括：将多个麦克风传感器按一定方式布置在空间不同位置上形成麦克风阵列，每个麦克风传感器为麦克风阵列中的一个麦克风阵元；利用麦克风阵列接收声源信号；对阵列接收的信号进行处理，提取信号特征；使用时延估计的方法估计声源的方位信息。其中，多个麦克风传感器的布置方式包括正三角形、正四面体、对置四棱锥等。时延估计方法是指：估计声源信号到达不同麦克风阵元之间的时间差，通过麦克风阵列的几何关系结合该时间差来确定声源位置的方法。

然而，基于单一固定的麦克风阵列结构，使用延时估计方法估计声源的方位信息时估计出的声源位置的可靠性较差。

发明内容

本发明提供一种基于麦克风阵列的声源定位方法、装置及存储介质，可以解决使用单一的麦克风阵列确定出的声源位置可靠性不高的技术问题。本发明提供如下技术方案：

第一方面，提供一种基于麦克风阵列的声源定位方法，所述方法包括：

建立麦克风阵列中每个子阵列对应的子阵列坐标系，所述麦克风阵列包括n个子阵列，所述n个子阵列存在子阵列坐标系不同的至少两个子阵列，所述n为大于1的整数；

对于每个子阵列，使用时延估计算法计算声源在对应的子阵列坐标系中的子阵列坐标位置；

将所述声源在每个子阵列对应的子阵列坐标位置转换至公共坐标系；

根据所述声源在所述公共坐标系中转换后得到的坐标位置确定声源位置。

可选地，所述n个子阵列包括如下类型的子阵列中的至少一种：

尺寸包括至少两种孔径的子阵列，所述孔径是指每个子阵列中相邻麦克风阵元之间的距离；

不共面的至少两个子阵列；

外接圆的圆心不同的至少两个子阵列。

可选地，所述n个子阵列包括三角形子阵列。

可选地，所述三角形子阵列包括直角三角形子阵列和/或等边三角形子阵列。

可选地，所述使用时延估计算法计算声源在对应的子阵列坐标系中的子阵列坐标位置，包括：

使用广义互相关GCC算法和前置滤波器计算声源在对应的子阵列坐标系中的子阵列坐标位置；

其中，所述前置滤波器包括在相位变换PHAT加权函数或Roth加权函数的基础上附加的权值滤波；所述权值滤波的上限频率值和下限频率值根据所述子阵列中麦克风阵元之间的孔径确定，且所述权值滤波的波形为单锯齿形。

可选地，所述使用GCC算法和前置滤波器计算声源在对应的子阵列坐标系中的子阵列坐标位置，包括：